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原作：Colin Stuart

翻譯：李思綺

編排：趙書(shū)晨

后臺(tái)：李子琦

原文鏈接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/alpha-centauri-might-have-a-planet-webb-telescope-finds/

詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡的直接成像顯示，圍繞半人馬座α星（南門(mén)二）可能存在一顆與土星質(zhì)量相當(dāng)?shù)男行恰?/p>

這幅藝術(shù)概念圖展示了圍繞圍繞半人馬座α星A運(yùn)行的氣態(tài)巨行星可能的樣子。

圖源：NASA / ESA / CSA / STScI / R. Hurt（加州理工學(xué)院/IPAC）

詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡可能已經(jīng)直接觀測(cè)到一顆位于隔壁恒星系統(tǒng)宜居帶內(nèi)的土星質(zhì)量氣態(tài)巨行星。盡管這顆行星本身不適合我們所知的生命生存，但其周?chē)男l(wèi)星可能具備宜居條件。

半人馬座α星是一個(gè)三星系統(tǒng)，由兩顆相近的類(lèi)太陽(yáng)恒星（A和B）以及紅矮星半人馬座比鄰星組成，后者是距離太陽(yáng)最近的恒星。這個(gè)星系是劉慈欣《三體》中三體人的母星系的原型。

天文學(xué)家們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)了三顆圍繞比鄰星旋轉(zhuǎn)的行星，而這次可能還找到了一顆圍繞A星旋轉(zhuǎn)的行星。這次發(fā)現(xiàn)以及相干研究結(jié)果發(fā)表在《The Astrophysical Journal Letters》期刊上。

半人馬座α星離地球非常近。對(duì)于天文研究來(lái)說(shuō)，這既是福音也是挑戰(zhàn)：天文學(xué)家可以直接觀測(cè)行星，然而現(xiàn)實(shí)中這絕非易事。“即使對(duì)于世界上最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡，這些觀測(cè)仍然極具挑戰(zhàn)性。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人查爾斯·貝克曼（NASA系外行星科學(xué)研究所）表示�！斑@些恒星很亮亮，距離很近，且在天空中移動(dòng)很快�！�

這張圖片展示了半人馬座α星在不同觀測(cè)設(shè)備中的樣貌：左為Digitized Sky Survey (DSS)，中為NASA的哈勃望遠(yuǎn)鏡，右為NASA的詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡。從地面觀測(cè)的DSS圖像將這個(gè)三星系統(tǒng)顯示為一個(gè)光源，而哈勃望遠(yuǎn)鏡則能夠分辨出三星中的兩個(gè)恒星——半人馬座α星A和半人馬座α星B。

右邊的圖像使用了了韋布望遠(yuǎn)鏡的中紅外儀以及日冕遮光罩，這樣擋住了半人馬座α星A的亮光才得以看見(jiàn)可能存在的行星。

圖源：NASA / ESA / CSA / STScI / DSS / A. Sanghi（加州理工學(xué)院） / C. Beichman（噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室） / D. Mawet（加州理工學(xué)院）

圖像處理：J. DePasquale（STScI）

此次發(fā)現(xiàn)借助了韋布望遠(yuǎn)鏡的中紅外儀器（MIRI）。該儀器配備了日冕遮光罩，可屏蔽恒星的強(qiáng)光，從而觀測(cè)其周?chē)^暗的天體，如行星。但在多恒星系統(tǒng)中，這一操作頗具挑戰(zhàn)性，因?yàn)檫�需要屏蔽半人馬座α星B的光芒。研究團(tuán)隊(duì)選擇利用蒼蠅座ε星作為參考星以區(qū)分行星的微弱光線與起母星的光線。

有趣的是，該行星的位置與2019年甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）的NEAR實(shí)驗(yàn)中的一次初步探測(cè)結(jié)果相吻合，這表明兩次觀測(cè)可能對(duì)應(yīng)同一物體。然而，韋布望遠(yuǎn)鏡在兩次后續(xù)觀測(cè)中均未探測(cè)到該行星，這使得該發(fā)現(xiàn)的可靠性受到質(zhì)疑。不過(guò)，也有可能該行星只是在公轉(zhuǎn)中移動(dòng)得太靠近母星而無(wú)法被觀測(cè)到。其軌道可能相對(duì)于半人馬座α星的軌道平面具有一定的偏心率和傾角，進(jìn)也一步增加了搜索難度。該行星的消失現(xiàn)象不太可能由塵埃遮擋引起，因?yàn)檠芯繄F(tuán)隊(duì)對(duì)該系統(tǒng)中的系外黃道光設(shè)定了前所未有的限制。

研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)使用韋布望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行后續(xù)觀測(cè)，并希望在2027年Nancy Grace Roman望遠(yuǎn)鏡發(fā)射后也能用其進(jìn)行觀測(cè)。

這張三聯(lián)圖展示了NASA詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡對(duì)恒星半人馬α座A周?chē)行堑挠^測(cè)搜索。左側(cè)圖像顯示了半人馬α座A和半人馬α座B的明亮光暈。中間顯示了在半人馬α座A上放置日冕遮光罩的圖片，然而光線在冠狀層邊緣的彎曲方式在周?chē)臻g中產(chǎn)生了光波紋。望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)（包括鏡面和支撐結(jié)構(gòu)）會(huì)導(dǎo)致部分光線與自己發(fā)生干涉，產(chǎn)生圓形和輻條狀的圖案。這些復(fù)雜的光線圖案，加上來(lái)自鄰近半人馬座B的光線，使得發(fā)現(xiàn)低亮度的行星變得困難。在右側(cè)圖片中，天文學(xué)家通過(guò)參考過(guò)去圖像和各種算法減去已知圖案，清理出了周?chē)绾蜻x行星的微弱光源。

圖源：NASA / ESA / CSA / STScI / DSS / A. Sanghi（加州理工學(xué)院） / C. Beichman（噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室） / D. Mawet（加州理工學(xué)院）

圖像處理：J. DePasquale（STScI）

“在我看來(lái)，研究人員數(shù)據(jù)分析做得非常仔細(xì)，”未參與該研究的英國(guó)萊斯特大學(xué)的莎拉·凱斯韋爾（Sarah Casewell）表示。該行星的離我們?nèi)绱酥泊_實(shí)是一個(gè)優(yōu)勢(shì)�！斑@樣我們就可以開(kāi)始對(duì)比其成分與我們太陽(yáng)系中的氣態(tài)巨行星的c差異與相似之處，”她說(shuō)道。該行星的溫度約為225K（-48°C），與土星的溫度相似。

如果該行星最終得到確認(rèn)，這將是一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樵撔行蔷嚯x其宿主恒星僅有兩個(gè)天文單位——正處于宜居帶內(nèi)。

“在所有通過(guò)直接成像發(fā)現(xiàn)的行星中，這是迄今為止距離恒星最近的一顆，”另一位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人阿尼凱特·桑吉（加州理工學(xué)院）說(shuō)。它也將是首顆圍繞與太陽(yáng)同齡且溫度相同的恒星運(yùn)行的直接成像發(fā)現(xiàn)的行星。

這一發(fā)現(xiàn)也可能對(duì)我們關(guān)于行星系統(tǒng)如何形成和演化的理論產(chǎn)生影響�！八嬖谟趦深w緊密相鄰的恒星系統(tǒng)中，這將挑戰(zhàn)我們對(duì)行星如何在混亂環(huán)境中形成、生存和演化的理解，”桑吉說(shuō)。

但眼下，我們只能拭目以待。

責(zé)任編輯：陳瑋菁

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獵戶大星云中心的四邊形星團(tuán)

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